Experimentelle Gartensolaranlage Solaranlage
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Technik
von mkkirchner
26.06.14 15:13
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Bei einer Versteigerung entstand ich für einen Knopf und Klicker 2 Solarmodule.
So entstand die Idee eine kleine Inselsolaranlage auf die Garage zu montieren mit der dann die Gartenbeleuchtung betrieben werden sollte.

Dies hier soll nun keine Nachbauanleitung darstellen, sondern lediglich eine Projektbeschreibung sein.
Aus diesem Grund fehlen Materialliste, Werkzeuglieste so wie auch eine Kostenangabe

Aus Gründen des Bastelspasses sollte alles möglichst selbst gebaut werden.
So entstand diese EXPERIMENTELLE Gartensolaranlage!

Die Anlage wurde bewusst so aufgebaut, dass ständig und problemlos Messungen durchgeführt werden konnten und auch Änderungen und Verbesserungen leicht durchgeführt werden können.

Also:
Der Sinn der Anlage ist der günstige und umweltbewusste Betrieb einer Gartenbeleuchtung genauso wie das Experimentieren mit Sonnenenergie!!
Da ich ein Fan von alternativen Energien bin!!!


Solaranlage
4.5 5 27

Bauanleitung

Benötigtes Material

Stk. Beschreibung Material Maße

Benötigtes Werkzeug

1 Modulmontage

Modulmontage
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Dei Module wurden mittels einer Lattenkonstruktion in einem Winkel von etwa 30° auf das Dach der Garage montiert.
Die Module wurden mit selbstgebogenen Aluwinkel dann auf die Lattenkonstruktion geschraubt.
Dies sichert zu, dass die Module jederzeit zu erreichen sind und durch die einfalche Holzkonstruktion der Neigungswinkel und/oder die Ausrichtung änderbar sind.

Dem Wetter ausgesetztes Holz wurde mit Zinkblechen abgedeckt.


 

2 Erste Tests

Erste Tests
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Nach der Montage wurden erste Tests durchgeführt.
Als Akku diente ein, vor längerem gebauter, Bootsakku, ein Laderegler und 2 Multimeter.
So wurden verschiedene Messungen gemacht um den maximalen Ladestrom in Abhängigkeit der Sonneneinstrahlung zu bestimmen

3 Akku

Akku
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Der Akku wurde aus vorhandenen Li Ion Poch Zellen gebaut
Diese waren aus einem anderen Projekt übriggeblieben und stammen von Ebay

Er besteht aus 12 Zellen, je drei parallel und 4 zur Serie verschaltet
Die Zellen wurden vorher selektiert, nach Spannungslage und Impedance, und danach vorsichtig verschaltet

(Bild des fertigen Akkus reiche ich nach, wenn er im Gehäuse verbaut ist :))

4 Steurung

Steurung
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Die Steurung wurde auf eine Pertinaxplatte aufgebaut. Diies vereinfacht Messungen und Umbauten.
Sie Besteht aus folgenden Komponenten(Siehe Bilder):

  • Linearladeregler (16,4V/12A)
  • Unterspannungssicherung
  • Überspannungssicherung
  • Lade/Entladecontroler

5 Laderegler

Laderegler
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Der Laderegler wurde als Linearregler ausgeführt. Dies ist zwar altmodisch, aber sehr sicher im Betrieb vorallem mit Li Ionen Zellen.
Ob ich die nicht genutzte Energie, verbrate oder wie bei einem PWM Regler nicht nutze war mir bei dieser Inselanlage egal.
Die Stromregelung besteht aus einem kleinen Prozessor, der die Modulspannung misst, und den Strom dann so weit zurückregelt dass immer eine Optimale Ladung sichergestellt wird

6 Spannungsüberwachung

Spannungsüberwachung
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Unabhängig vom Controler überwachen 2 einfache OP-Schaltungen die Spannungslage der Batterie und schalten bei Über oder Unterspannung die Batterie ab

7 Lade/Entladecontroler

Lade/Entladecontroler
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Der Controler wurde rund um einen PIC 18F2520 aufgebaut und der übernimmt folgende Aufgaben:

  • Überwachung der Spannungslage
  • Schalten der Relais zum Laden und entladen
  • Lade und Entladestromüberwachhlung
  • Überwachung der Einzelzellspannungen
  • Überwachung der Akku-Temperatur
  • Überwachung der Solarspannung
  • Regelung des Ladestromes

8 Allgemeine Funktionsbeschreibung

Allgemeine Funktionsbeschreibung
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Der Akku wird geladen sobald seine Spannung unter 15 V fällt.
Bei 16,4 Volt wird der LAdevorgang gestoppt
Beim Unterschreiden der Spannung von 12V wird das Entladen gestoppt, und erst bei einer Spannung über 13 Volt wieder erlaubt.

In Abhängigkeit der Sonneneinstralung wird der maximale Ladestrom geregelt, das heist, geht die Sonneneinstrahlung zurück, wird der Strom des Ladereglers ebenfalls so weit zurückgeregelt, dass die Modulspannung ausreichend ist, um den Ladevorgang fortzusetzen.

Bei Überschreiten des Entladestromes, oder des Ladestromes, werden das laden und auch das Entladen sofort unterbrochen und kann nur manuel wieder zurückgesetzt werden.

Bei Problemen mit den Einzelzellspannungen wird ebenfalls sofort abgeschaltet.

Das Display zeigt folgende Werte an:

  • Lade/Entladestrom
  • Akkuspannung
  • Einzelzelspannungen
  • Solarspannung
  • Fehlercode
  • Relaisstatus

9 Spielen

Spielen
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Seit einigen Wochen läuft die Anlage jetzt.
Ich musste am Anfang einige Softwaränderungen durchführen und andere Kinderkrankheiten ausbügeln.

Mit einem kleinen Datenlogger Logge ich die Spannungen und Ströme, zum späteren Auswerten mit.

Wie gesagt, es handelt sich hier um die Beschreibung eines EXPERIMENTELLEN Projektes, nicht um eine Nachbauanleitung

Mir macht das Spielen damit Freude (kann vieleicht nicht jeder verstehen :) ) und unser Garten ist Stromsparend beleuchtet.

Sollte jemand gefallen daran finden, und möchte weitere Infos, kann er sich gerne bei mir melden!
Ich möchte aber nicht hier ALLE mit langweiligen Details langweilen :)

Und zum Schluss:
Bei der Verwendung von Li Ionen Zellen sollte größe Vorsicht beachtet werden!!!
Man sollte unbedingt wissen was man tut, da die Dinge kleine Fehler nicht verzeihen!

28 Kommentare

zu „Experimentelle Gartensolaranlage“

sehr interessant, gefällt uns gut
2014-06-26 16:05:28

Trotzdem ein schönes Projekt, auch wenns keins sein soll --))

2014-06-26 16:53:44

Ich bewundere solche Tüftler und Bastler, vor allem wenn es um elektrisch betriebene Anlagen geht. Alle Achtung hast dir echt was tolles einfallen lassen -kann sich sehen lassen.
Viel Freude am weiteren experimentieren.
5D
2014-06-26 18:26:33

Klasse da geht mir das Herz auf bei dem Umfang 5 D wäre mir weit mehr wert
2014-06-26 20:47:40

Kann ich verstehen, dass es Dir Spaß macht, die Anlage auszureizen. 5D
2014-06-26 21:38:41

Ich bin sehr erstaunt, das die Anlage doch so groß ist. Ich war ja schon sehr auf die Solaranlage gespannt. Toll wenn einer die Fähigkeiten und Kreativität hat, um so was zu bauen. Ich beneide dich. Klasse Projekt
2014-06-27 00:50:01

finde ich toll, wenn man so - auch noch Umweltschonend - seine Gartenbeleuchtung optimieren kann
2014-06-27 06:12:21

interessante Idee und der Strom ist sicher auch für andere Sachen nutzbar (Springbrunnen o.ä.)
2014-06-27 06:31:39

eigener Strom im Garten ... die Idee finde ich klasse, ebenso die prima Beschreibung
2014-06-27 07:10:29

Ein Experiment, das gefällt. Ich habe vor einigen Jahren mein Wohnmobil komplett auf Solar umgebaut und benötige seitdem keinen Stromanschluß mehr. Ist wirklich erstaunlich, wieviel Strom man selbst produzieren kann.
2014-06-27 07:48:33

Interessantes Experiment - kann Deine Begeisterung verstehen.
2014-06-27 09:05:03

das hat was. Was ich anmerken möchte, die Unterkonstruktion aus Holz und die Modulrahmen aus ALU haben verschiedene Ausdehnungsmaße daher nicht zu fest verschrauben sonst gibt es Risse in den Modulen und damit Schäden. Besser ist es unter die Module noch mit ALU einen Hilfsrahmen zu montieren.
2014-06-27 09:23:11

das hat was. Was ich anmerken möchte, die Unterkonstruktion aus Holz und die Modulrahmen aus ALU haben verschiedene Ausdehnungsmaße daher nicht zu fest verschrauben sonst gibt es Risse in den Modulen und damit Schäden. Besser ist es unter die Module noch mit ALU einen Hilfsrahmen zu montieren.
2014-06-27 09:42:26

Eigenbedarf mit Solardecker- super Ansatz und Lösung
5D
2014-06-27 11:30:25

Klasse Idee und super Umgesetzt.
2014-06-27 12:51:42

sehr interessantes Projekt....
wenn es nur öfters mal Solarpanels für en Appel und en Ei gäb....
2014-06-27 16:36:27

ich hab viel Platz(Dachfläche ca800qm,Klasse
2014-06-27 18:07:56

Das finde ich mal richtig gut! Erinnert mich ein wenig an www.zabex.de und www.fingers-welt.de . Klasse Sache, vor allem wenn man Ahnung von Elektronik hat. Geht mir nur leider völlig ab.
2014-06-27 21:39:38

Interessantes Projekt

Mit meinen neuen Kriterien einer Projektbewertung (sind nur für mich maßgeblich) bewerte ich dein Projekt folgendermaßen:

Kategorie Kreativität:
1 Daumen
**********
Kategorie Pionier- oder Routineprojekt:
1 Daumen
**********
Kategorie Bauanleitung und Bilder:
0 Daumen
**********
Kategorie für durchschnittliche Heimwerker nachvollziehbar und einigermaßen nachzubauen
0 Daumen
**********
Kategorie Kosten / Material / Elektrowerkzeuge
0 Daumen
**********
2014-06-28 00:15:02

Ich liebe Experimente vor allem wenn sie gelingen ;-)
5D von mir
2014-06-28 17:28:57

Klasse ......
2014-06-29 14:05:02

@schnurzi
Bedenke aber bitte, das Du ab einer bestimmten Fläche auch Strom-Produzent bist/sein könntest.
Die endgültige, gesetzliche Regelung ist z. Zt. noch offen!
2014-06-30 19:21:29

auch interessant
2015-10-23 23:48:39

So eine Anlage wäre schon lange mein Traum. Ich habe mal mit einem Elektriker, der sich in solchen Sachen auskennt, darüber gesprochen, eine solche bei uns zu installieren, damit wenigstens der Boiler bei uns im Haus über die Anlage läuft. Wir haben dann das Projekt aber wieder fallen gelassen, weil sich die Kosten dafür - selbst bei Eigenbau - erst in 10 Jahren (oder noch länger) amortisieren würden. Vielleicht finde ich irgendwann einmal eine günstigere und dann würde ich es noch mal probieren, uns eine solche zu installieren.
2016-01-23 22:00:13

Inzwischen läuft auch die "ewige" Flurbeleuchtung (dauerhafte schwache beleuchtung des Flures) , Die Beleuchtung desb Wohnzimmerschrankesn und eine kleine Beleuchtung im Büro über die Anlage (Leerrohre sei Dank :)

Ansonstenn muss ichn zugeben, dass es mehr Spielerei als ECHTE Ersparniss ist, aber man kann halt auf diese Art die Gartenbeleuchtung und z.B. Die Notbeleuchtung im Flur ewig brennen lassen, ohne schlechtes Gewissen!
2016-01-25 19:29:40

na dann hat es sich doch gelohnt
2016-02-22 20:34:27

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